CN105428106A - 一种高速开关 - Google Patents
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Abstract
本发明一种高速开关，包括开关触头、连杆、斥力操动机构、机架和合分闸开关，以及供电电源；连杆滑动连接在机架上，一端连接开关触头中的动触头，另一端贯穿斥力操动机构设置；斥力操动机构包括依次沿连杆轴向平行设置的分闸斥力盘、斥力线圈和合闸斥力盘；分闸斥力盘和合闸斥力盘分别固定在机架上；斥力线圈固定在连杆上；供电电源经合分闸开关后连接斥力线圈供电；当开关触头处于分闸位置时，斥力线圈与合闸斥力盘的间隙小于与分闸斥力盘的间隙；开关触头处于合闸位置时，斥力线圈与合闸斥力盘的间隙大于与分闸斥力盘的间隙。利用电磁斥力对斥力线圈与斥力盘之间的间隙大小敏感和电磁斥力作用时间短两个原理，仅一个斥力线圈就可完成合分闸。
Description
技术领域
本发明涉及高压开关领域，具体为一种高速开关。
背景技术
随着电力系统的发展，电力系统对电力开关的要求越来越高。依靠涡流斥力原理的电磁斥力操动机构由于在快速性和可靠性方面有突出的优点而成为研究的热点。斥力操动机构具有结构简单、动作速度极快、可靠性高的优点，因此得到了国内外学者的重视与研究。
CN201310007542.7、CN200810056975.0、CN201010574242.3以及CN201310018005.2中提出的高速开关的结构，可达到高速分合闸的目的。然而，以上专利中所涉及的结构均为两个斥力线圈，一个斥力盘受力运动完成开关的合分闸操作，结构较为复杂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种在分闸和合闸均能够进行加速，结构简单，操作方便的高速开关。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种高速开关，包括开关触头、连杆、斥力操动机构、机架和合分闸开关，以及供电电源；连杆滑动连接在机架上，一端连接开关触头中的动触头，另一端贯穿斥力操动机构设置；斥力操动机构包括依次沿连杆轴向平行设置的分闸斥力盘、斥力线圈和合闸斥力盘；分闸斥力盘和合闸斥力盘分别固定在机架上；斥力线圈固定在连杆上；供电电源经合分闸开关后连接斥力线圈供电；当开关触头处于分闸位置时，斥力线圈与合闸斥力盘的间隙小于与分闸斥力盘的间隙；开关触头处于合闸位置时，斥力线圈与合闸斥力盘的间隙大于与分闸斥力盘的间隙。
优选的，合分闸开关上连接分合闸开关控制器。
优选的，开关触头设置在灭弧室中。
优选的，还包括缓冲器，缓冲器对应设置在连杆自由端一侧的机架上，用于分闸时对连杆的缓冲。
优选的，斥力线圈带动连杆动作时，开关触头的分合闸动作时间小于5ms。
优选的，斥力线圈带动连杆动作时，开关触头的分合闸动作时间小于3ms。
优选的，供电电源采用储能电容。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明利用电磁斥力对斥力线圈与斥力盘之间的间隙大小敏感，以及电磁斥力作用时间短两个原理，将斥力线圈置于两个斥力盘之间，斥力盘固定在机架上，开关合分闸操作时斥力线圈受力带动连杆运动，本发明相较通常结构的高速开关而言，仅用一个斥力线圈就可完成高速开关的合分闸功能，因此极大的简化了高速开关的结构，能够提高可靠性。
进一步的，通过将开关触头设置在灭弧室中，以及设置的分合闸控制器，提高了其使用的准确性、可靠性和安全性，扩展了其适用范围。
进一步的，通过缓冲器的设置，能够在分闸时起到缓冲作用，提高了使用寿命。
附图说明
图1为本发明实例中所述的高速开关结构示意图。
图2为本发明实例中所述合闸时斥力操动机构的磁场分布图。
图3为本发明实例中所述分闸时斥力操动机构的磁场分布图。
图中：开关触头1、连杆2、分闸斥力盘3、斥力线圈4、合闸斥力盘5、缓冲器6、机架7、合分闸开关8、储能电容9。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明提出一种高速开关，如图1所示，其由开关触头1、连杆2、斥力操动机构、缓冲器6、机架7、合分闸开关8以及储能电容9组成；斥力操动机构由分闸斥力盘3、斥力线圈4和合闸斥力盘5组成；该高速开关仅用一个斥力线圈4就可完成高速开关的合闸、分闸功能。
其中，斥力线圈4与连杆2连接，斥力线圈4将带动连杆2一同运动；分闸斥力盘3和合闸斥力盘5分别固定在机架7上。斥力线圈4置于分闸斥力盘3与合闸斥力盘5之间；当合分闸开关8导通，储能电容9瞬间向斥力线圈4放电，此时斥力线圈4内迅速变化的电流，会使合闸斥力盘5和分闸斥力盘3上分别感应与斥力线圈4中电流方向相反的涡电流。
电磁斥力对斥力盘与斥力线圈之间的间隙十分敏感，距离越近产生的电磁斥力越大，如果间隙增加电磁斥力将下降很快；同时斥力线圈内的电流变化极快，一般小于0.5ms，因此斥力线圈和斥力盘的主要受力时间一般也小于0.5ms。故在本发明中斥力线圈4运动方向可以通过设置斥力线圈4与分闸斥力盘3和合闸斥力盘5的位置关系确定。
本发明中开关触头1处于分闸位置时，斥力线圈4与合闸斥力盘的间隙较小，而与分闸斥力盘3的间隙较大；当开关进行合闸操作时，合闸斥力盘5施于斥力线圈4向上方向的力远大于分闸斥力盘3施于斥力线圈4向下方向的力；而当所述的开关触头1处于合闸位置时，斥力线圈4与合闸斥力盘的间隙较大，而与分闸斥力盘3的间隙较小；当开关进行分闸操作时，分闸斥力盘3施于斥力线圈4向下方向的力远大于合闸斥力盘5施于斥力线圈4向上方向的力。
具体的，如图2所示，高速开关合闸时斥力操动机构的磁场分布图，斥力线圈h2与合闸斥力盘h3的间隙较小，经计算，斥力线圈h2与合闸斥力盘h3间磁场作用远大于斥力线圈h2与分闸斥力盘h1之间的磁场作用。此时合闸斥力盘h3上感应的涡电流远大于分闸斥力盘h1上感应的涡电流。
在本优选实例中：开关触头1处于分闸位置，进行合闸操作；工作时先将储能电容9充满，然后通过合分闸控制器发信号给合分闸开关8使其导通，储能电容9瞬间向斥力线圈4放电，此时斥力线圈4内存在迅速变化的电流，合闸斥力盘5和分闸斥力盘3上分别会感应与斥力线圈4中电流方向相反的涡电流，但由于合闸斥力盘5与斥力线圈4之间的间隙较分闸斥力盘3与斥力线圈4之间的间隙小的多，因此，此时合闸斥力盘5中的涡电流比分闸斥力盘3中的涡电流大很多。由于涡电流和斥力线圈4中的电流的共同作用，在斥力线圈4和合闸斥力盘5之间产生很大的电磁斥力，斥力线圈4在电磁斥力的作用下带动连杆2高速向上运动，从而在很短的时间内，一般小于3ms，完成开关触头1的合闸动作。
如图3所示，高速开关合闸时斥力操动机构的磁场分布图，斥力线圈h2与分闸斥力盘h1的间隙较小，经计算，斥力线圈h2与分闸斥力盘h1间磁场作用远大于斥力线圈h2与合闸斥力盘h3之间的磁场作用。此时分闸斥力盘h1上感应的涡电流远大于合闸斥力盘h3上感应的涡电流。
在本优选实例中：开关触头1处于合闸位置，进行分闸操作；工作时先将储能电容9充满，当合分闸控制器发信号给合分闸开关8使其导通，类似合闸时的工作情况，主要区别为：该工况下分闸斥力盘3与斥力线圈4之间的间隙较小，在分闸斥力盘3中的涡电流和斥力线圈4中的电流的共同作用下，斥力线圈4在电磁斥力的作用下带动连杆2高速向下运动。从而在很短的时间内，一般小于3ms，完成开关触头1的分闸动作。
Claims (7)
1.一种高速开关，其特征在于，包括开关触头(1)、连杆(2)、斥力操动机构、机架(7)和合分闸开关(8)，以及供电电源；
所述的连杆(2)滑动连接在机架(7)上，一端连接开关触头(1)中的动触头，另一端贯穿斥力操动机构设置；
所述的斥力操动机构包括依次沿连杆(2)轴向平行设置的分闸斥力盘(3)、斥力线圈(4)和合闸斥力盘(5)；分闸斥力盘(3)和合闸斥力盘(5)分别固定在机架(7)上；斥力线圈(4)固定在连杆(2)上；供电电源经合分闸开关(8)后连接斥力线圈(4)供电；
当开关触头(1)处于分闸位置时，斥力线圈(4)与合闸斥力盘(5)的间隙小于与分闸斥力盘(3)的间隙；开关触头(1)处于合闸位置时，斥力线圈(4)与合闸斥力盘(5)的间隙大于与分闸斥力盘(3)的间隙。
2.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，所述的合分闸开关(8)上连接分合闸开关控制器。
3.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，所述的开关触头(1)设置在灭弧室中。
4.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，还包括缓冲器(6)，缓冲器(6)对应设置在连杆(2)自由端一侧的机架(7)上，用于分闸时对连杆(2)的缓冲。
5.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，斥力线圈(4)带动连杆(2)动作时，开关触头(1)的分合闸动作时间小于5ms。
6.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，斥力线圈(4)带动连杆(2)动作时，开关触头(1)的分合闸动作时间小于3ms。
7.根据权利要求1所述的一种高速开关，其特征在于，供电电源采用储能电容(9)。
Priority Applications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN105428106A (zh) |
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- 2015-11-20 CN CN201510816207.0A patent/CN105428106A/zh active Pending
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